[摘要]《舰船结构力学》是舰船工程必修专业基础课程，是联系基础理论与工程技术的重要桥梁。对此，本文从课程特点及现代信息化技术特征分析入手，着力阐明与两者相关的基本概念和基本关系，相互融合的主要问题，并重点针对课堂多媒体教学和课程网站建设，结合本单位在课程教学过程中对信息化教学辅助技术应用的实践体会，提出了一些解决途径、思路和原则，以供教学研究者参考和实践指导。
[关键词]舰船结构力学 现代信息化技术 课程网站 多媒体课件
[中图分类号]G642.0 [文献标识码]A
《舰船结构力学》是舰船工程必修专业基础课程，它以材料力学和舰船结构知识为基础，着重讲授舰船结构力学分析方法，并为舰船强度设计等工程技术相关课程的学习奠定基础。由于该课程包含大量抽象、枯燥的力学理论和基本概念的阐述，需要进行大量习题的练习与实作，教学主要沿用板书和口授的传统模式，存在讲授难度大，学员理解困难，是一门难教难学的专业基础课。与此同时，为适应海军走向深蓝的战略转型，军队院校人才培养模式不断调整，对学员综合素质以及解决工程实际问题能力的培养要求越来越高，教学实践学时增加，课堂授课学时被压缩后，传统教学模式已难以保障教学任务的圆满完成。那么如何在提高授课效率的同时，有效保证教学质量，将培养学员综合素质要求落到实处，已成为教学工作者们必须深思的问题[1]。
90年代中后期开始，现代信息化教学辅助手段在大学课堂教学中得到应用，多媒体授课方式广泛传播，课程网站如雨后春笋般涌现[2~4]。事实上，信息化教学辅助手段的应用的确在很大程度上帮助解决了课程信息匮乏，学时不够等实际问题。然而，由于电子教案和多媒体课件的粗制滥造、不假思索的拷贝与复制以及照本宣科的平铺讲授，所带来的教学质量无法保证，教员责任心、业务能力下降以及学员理解能力不足等问题目前也已是较为普遍存在的现象。因此，如何正确理解信息化教学辅助技术的作用和意义，并加以正确使用和评价，仍然是广大教育工作者必须重点考虑的问题。在此，本文以《舰船结构力学》课程建设与信息化技术手段的结合为例，与大家共同交流认识、经验和体会，以供教学研究者们参考。
一、《舰船结构力学》与信息化辅助教学技术的特点分析
（一）《舰船结构力学》课程特点
我校是国内最早开设船舶结构力学课程的院校，伴随人才培养模式的转变，课程教学体系历史上主要出现过三次较大幅度的调整。课程开设之初（20世纪50年代）为120学时；80年代中期教学改革时，调整为90学时；90年代后期，调整为70学时，由于实验条件和学时的限制，实践教学取消；21世纪初，军队院校人才培养对学员综合素质要求越来越高，实践教学要求进一步明确，课程标准再次被重新调整，总学时数虽仍为70学时，但是课堂讲授被压缩至56学时，授课方式逐渐开始采用多媒体教学。
目前《舰船结构力学》课程的教学内容主要涵盖：杆系结构求解－如：连续梁、刚架和板架的计算，薄板弯曲理论、杆系结构稳定性计算、弹性力学基础、圆柱薄壳弯曲问题求解以及有限元法。课程特点表现为：基本概念多，理论性强，注重公式推导、力学概念的建立和工程实际问题求解能力的培养。
（二）信息化教学辅助技术特征
为了扩大教学信息量，最大限度调动学生多感官共同作用，以使教学内容更加形象逼真，充分发挥学员的积极性和自主性，而将现代信息化技术引入教学活动之中，遵循教学基本规律，形成的较为固定的，且体系相对完整的信息化处理手段、方法与技巧等，称之为信息化教学辅助技术。目前较为常用的信息化教学辅助技术主要表现为两种形式：一是授课多媒体课件，用以配合教员，辅助完成课堂讲授；二是课程网站平台，它改变了传统的以教为主的教学模式，有利于学员主观能动性的发挥，并可为在不见面的条件下完成教学互动提供平台。从本质上讲，信息化教学辅助技术的主要特征就是将与教学内容相关的信息进行集成，并通过教学设计，将教学信息以其特有的表现形式展示在学员面前，以获得最佳的教学效果。
（二）信息化教学辅助技术与《舰船结构力学》课程教学的融合
21世纪初我校《舰船结构力学》课堂授课开始采用多媒体课件，使用初期主要是将教材上的图表和公式搬上屏幕，随后逐步将习题讲解也采用多媒体形式讲授。一时让教员们感到授课效率明显提高，学时不够的矛盾得到了有效缓解，备课强度好像也减轻了，授课难度好像也下降了。但通过对连续几届学员学习情况进行总结时发现，学员上课精力不集中的问题似乎更为突出了，基本概念模糊，解题思路不清的问题更为严重了，考核试卷难度往往被迫下调。
深入剖析原因，可以认为，传统教学模式强调的是言传身授，重视公式推导过程中逻辑关系的阐述和科学的严谨性，其优势在习题讲解和学员思路培养方面作用明显，讲授过程中学员能够随着教师的讲解思路进行深层次的思考。而多媒体教学模式则更为强调信息的综合集成，表达形式多样化，如：音像、图文以及视频动画等，这虽有利于将复杂抽象的问题和现象以最为直观，最为简洁的方式加以表述。但由于采用信息化技术手段所带来的信息量过大、讲解过快，投影的强光线易使人疲劳等等问题，若不能很好的加以处理，往往会影响教学质量。因此，文献[1,4]认为相比多媒体而言，传统教学手段似乎更能激发学生的思考乐趣，教师与学生的思路在黑板加粉笔的模式下更容易融合到一起。
基于以上分析，本文认为要真正做好信息化辅助教学手段与《舰船结构力学》课程教学的有机融合，首先必须明确以下几点，并树立正确的指导原则。
（1）信息化技术是开展教学工作的一种辅助手段，不是教学的目的。应该说，信息化技术的使用在较大程度上是丰富了教学辅助手段，它极大地提高了课程讲授形式的可设计性。
（2）信息化辅助教学对教学设计的要求远高于传统的教学模式。以多媒体教学为例，幻灯片的播放节奏、公式出现顺序对理论公式推导中逻辑关系的阐述形式、动画的表现力、幻灯片与板书的配合以及字体、背景和图片的色彩搭配等等，都要求教员在多媒体制作过程中倾注大量的精力，加以精心设计。
（3）信息化条件下的教学工作中，教员仍然是教学的主体，但更为强调教学互动。课程讲授的教学设计对教员综合素质提出了更高的要求，并充分显示了教员的主体地位。
二、如何搞好多媒体教学的几点思考
（一）明确教学辅助地位，充分发挥教员授课主导作用
实践证明，《舰船结构力学》的授课完全依靠多媒体课件，片面追求教学内容的信息量，将使得学员无所适从，思维处于高度紧张状态，学过的知识难以真正吸收，并不能切实保证高质量完成授课任务。因此，必须强调教员在教学活动中的主导作用，应根据实际情况，取长补短，发挥多种教学手段的综合优势，掌握课堂节奏驾驭技巧。如：课堂教学中，教员的肢体语言，语音语调，面部表情，手势、眼神等都是与学员进行思想交流、促进学生理解、记忆知识的行之有效的方式[1]。另外，传统教学的主要载体－黑板，近10年来容易被多媒体教学所忽视，有些课程整堂课中甚至存在一个字的板书都没有的现象。本文认为出现这类状况的根源在于很多教员没有正确或真正理解幻灯片与板书的关系。以《舰船结构力学》授课为例，本文认为在教学活动中充分利用好板书，至少能够起到以下作用：
（1）可以弥补幻灯片交互性、系统性差的缺点，将有利于使学员更有效，更明确的把握整堂课内容框架和总体思路；
（2）在重点难点问题关键过程的阐述方面，推导过程的板书，其表现形式更为直接，更易引起学员思想上的共鸣；
（3）板书同时也是控制授课节奏，体现教员主导作用，综合运用各种技术手段，缓解学员紧张状态的有效利器。
（二）重视教学设计，精心安排组织施训
再次强调，信息化技术仅为一种教学辅助工具，如何使学员尽可能牢固的、容易的和便捷地掌握知识才是开展教学工作的真正目的。《舰船结构力学》早期的多媒体课件内容多数都是教材内容的简单复制，在演示上缺乏变化，抓不住学员学习的兴趣点。习题讲解更是如此，解答与题目同时显示，无法体现求解过程的渐进性。从而导致学员解题思路不明晰，步骤不易掌握。先进辅助技术手段的应用无法取得良好教学效果的主要原因在于不重视教学设计。而真正做好教学设计难度很大，它与教员个人的专业理论水平、教学经验、对信息化技术的掌握程度，甚至与审美观都密切相关。结合教学实践，本文认为开展教学设计时应特别注意以下两点：
（1）强化对教学内容的熟悉程度，系统地把握课程重点难点及讲授内容。在此基础上，经常开展换位思考，即从学员对知识循序渐进理解规律的角度，理清课程内容之间的相互关系，形成讲授教学预案；
（2）对重点难点问题的讲解和基本概念的引入进行重点设计。以力法求解基本思路的讲解为例（图1），首先是提出问题，即待求解连续梁结构问题的提出；然后，利用已学单跨梁求解知识引导学员对其进行分解，当学员已进行思考后，给出两种分解可能的答案，在此基础上，进一步指明这种单跨梁结构就是力法求解的基本结构。整个讲授过程中始终贯穿基于由已知求未知的科学探索思想。既能让学员联系已学知识对待求问题进行主动思考，又简洁明了的引出了力法求解的基本思路。
同样，在阐述一些难以理解的基本概念时，精心的教学设计能使学员非常直观地理清结构受力和形变特征，正确把握基本概念来源。如在提出圆柱薄壳弯曲的“壳带”概念时（图2），由于封闭圆柱壳承载形式比较复杂，且为圆柱坐标，学员理解较为困难。但通过多媒体课件中细心的动画设计和教员对受力分析和结构对称性的同步讲解与分析，学员反映就很好。
（三）做好新老教员经验交流，提高多媒体运用技术水平
通用信息化技术起源于20世纪90年代末，虽发展迅猛，然不过仅10多年的历史。这对于长年从事传统力学课程教学，且年纪较大的教员而言，熟练掌握多媒体运用技术的确是一件颇为头痛的事，但这些教员教学实践经验丰富，基础理论知识体系完备。而年轻教员接受能力强，一般都能较快较好的掌握多媒体运用技术，但教学经验相对欠缺。对于不能熟练驾驭课程教学的新教师，不熟悉多媒体课件以及缺乏基本多媒体运用能力的教师而言，课堂节奏是很难做到控制自如的，这就会导致教员被幻灯片演示进度牵着鼻子走，授课重点不突出、语调过于单一、讲解速度偏快、学员没有充足的时间做笔记等不利于掌握学习内容的问题。对此，课程组应通过组织集体备课、试讲、课件制作技术交流等，以促进新老教员的经验交流。
应该说，相对于传统教学模式而言，采用信息化教学手段教学，对教员提出了更高要求。熟练掌握现代信息化教学手段，已成为当代教员从事课堂教学的必备条件。这要求教员需不断更新自己的知识结构，不仅要掌握课程内容，同时还应具有一定的信息化技术知识，即要求教员既要具备应有的基本素质，更应具备与现代教育观念相适应的知识技能。
三、课程网站的作用与意义
课程网站是另一种重要的信息化教学辅助技术手段，它充分利用现代网络技术的发展成果，使主动学习和教学互动成为可能，这种教学模式使师生和学员之间协作学习，共同探究、共享教育资源，真正做到了充分满足个性化学习的要求[5~7]。课程网站的主要表现形式是网络课程，一般包括：课程概况、教学大纲、网络课件、试题库、资源库、疑难解答及论坛等几大部分。其特点主要体现在以下方面：
（1）网络课件是指网页教材和电子教案，网页教材将课程内容、知识点、重点、难点以及名词释疑以网页形式加以表述；而电子教案则主要为教员课堂讲授视频和幻灯片的同步播放。主要用于学员回顾、复习或自学课程内容，梳理知识体系，加深理解。
（2）试题库包括历届测试样卷和自测题库，并提供标准答案或解题提示，学员可利用自测界面进行自测，通过自测结果和标准答案的比较，使学生能够更深入地理解课程中的关键问题。
（3）网络答疑及论坛为教员实时或定期与学员进行交互活动提供平台，学员可以在该区域自由留言，包括各种交流、讨论和建议。有利于教员与学员的相互理解，提高施训质量。
此外，通过课程网站还能够有效拓展课堂教学内容，以弥补教学内容与工程实际应用衔接程度较差的不足。比如：由于学时的限制，舰船结构力学课程中对于有限元法的使用和介绍学时偏少，但是在实际工程中大型商用有限元法已在结构分析过程中得到普遍应用和广泛认可，因此，在课程网站的资源库放置大量实际工程案例、工程软件资料以及帮助文件将有利于开阔学员的视野。另外，还可结合课程内容设计和编制一些结构力学“迷你”求解器，如位移法求解杆系结构计算方法、平面问题有限元法求解计算方法等等，利用这些可下载的小软件，既可提高学员的电算能力，以满足结构力学发展的需求，同时，也能极大地激发学员的学习兴趣。
四、结语
随着时代的进步和社会的发展，教学手段将不断丰富，教学理念和教学模式的变革是历史发展的必然趋势。信息化技术作为一种辅助教学手段与传统教学模式相融合是开展《舰船结构力学》教学改革工作的方向和必经之路。在此基础上，必须认识到信息化辅助教学模式中的主导者仍然是教员，信息化技术的使用并不是减轻教员负担的良药，相反它对教员的专业技能、综合素质以及责任心和事业心提出了更高的要求。
[参考文献]
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[3]陈焱,陈五湖,祁皑.结构力学网络教学综合系统研究.高等建筑教育.2004.12.Vol.13,No.4.P.75~77
[4]冯秀梅.《结构力学》多媒体网络课程建设的实践.内江科技.2009年第1期.P.189
[5]侯俊英,蔡江新,王焕定.网络课程开发中应该注意的一些问题.成人教育.2002.08,Vol.190.P.56~58
[6]文国治,赵更新,游渊.结构力学网络课程建设中的几点体会.高等建筑教育.2006.06,Vol.15,No.2,P.116~118
[7]魏德敏,王勇,水渊.“结构力学”网络课程的设计与制作.科技情报开发与经济.2005,第15卷,第3期,P.255
（作者单位：海军工程大学 船动院船舶与海洋工程系湖北武汉）